幼兒園兒童肺炎鏈球菌攜帶的聚集性及影響因素分析

王旭麟 陳敏琪 李文宇 傅錦堅 葉小華

（1.廣東藥科大學公共衛生學院，廣東廣州 510310；2.柳州市婦幼保健院，廣西柳州 545001）

肺炎鏈球菌是兒童最重要的條件致病菌，已成為威脅兒童（尤其5 歲以下兒童）健康的最重要公共衛生問題之一[1]。肺炎鏈球菌主要定植于兒童鼻咽部，但當細菌和宿主因素使它們侵入人體內血流、中耳間隙、腦膜等無菌部位時，便可引起嚴重的侵入性疾病[2]。既往研究表明，健康兒童鼻咽部肺炎鏈球菌攜帶率可達13%～70%[3]。我國是全球肺炎鏈球菌所致疾病負擔最高的國家之一，且我國兒童肺炎鏈球菌檢出率呈逐年上升趨勢[4-7]。肺炎鏈球菌在鼻咽部的定植是肺炎鏈球菌感染性疾病的先決條件，低齡兒童是肺炎鏈球菌攜帶率最高的人群，重點關注高危人群的肺炎鏈球菌攜帶情況和影響因素具有重要的公共衛生意義[8]。值得注意的是，目前國內在此方面的研究多圍繞兒童個體特征（性別、年齡、地區等）展開影響因素分析，而較少對肺炎鏈球菌攜帶的聚集性進行研究。肺炎鏈球菌具有易于傳播的生物學特性，肺炎鏈球菌是否存在集體水平的聚集現象值得探討。因此，本研究對廣西柳州幼兒園兒童的肺炎鏈球菌攜帶情況進行了調查，旨在探討幼兒園兒童肺炎鏈球菌攜帶的聚集性及影響因素，為肺炎鏈球菌性疾病的預防提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究獲廣東藥科大學倫理委員會（審批號：2019-19）和柳州市婦幼保健院倫理委員會（審批號：2018-084）批準，所有兒童的監護人均簽署知情同意書。采用橫斷面研究設計，于2018 年4～6 月期間抽取柳州市幼兒園健康兒童作為研究對象。

研究對象納入標準：≤7 歲的健康幼兒園兒童，且家長簽署知情同意書。排除標準：調查前14 d 內曾經使用過抗生素或患有肺炎、支氣管炎等疾病的兒童。通過多階段分層整群抽樣的方法抽取幼兒園兒童：第一階段，將柳州市5 個區按經濟條件和地理位置分成市區、郊區兩層，然后每層隨機抽取1 個區；第二階段，將每個區的全部幼兒園統一編號建立抽樣框，采用簡單隨機抽樣方法從每區抽樣框中隨機抽取3 所幼兒園。共抽取6 所幼兒園，抽中幼兒園的所有兒童均參與本次調查。

本研究共納入了1 704 名健康兒童，對其家長進行問卷調查，回收有效問卷1 702 份，有效率為99.88%。問卷調查內容包括：（1）基本人口學資料（年齡、性別、民族等）；（2）疾病史（最近1 年兒童的過敏性疾病史，包括濕疹、支氣管哮喘和過敏性鼻炎等兒童常見過敏性疾病）；（3）用藥史（最近1 年抗生素使用情況）；（4）疫苗接種史（肺炎鏈球菌疫苗接種史）；（5）醫院相關暴露因素（最近1 年醫院/診所看病情況）。

1.2 標本采集與菌株分離鑒定

由統一培訓的醫務人員對兒童的雙側鼻前庭拭子進行采樣，并于采樣后2 h 內送檢。鼻拭子標本經培養后，將形態可疑菌落轉移至哥倫比亞血平板上，然后置于35℃ 5%的二氧化碳培養箱培養24 h，通過奧普托欣敏感性試驗和膽汁溶菌試驗鑒定肺炎鏈球菌。

1.3 統計學分析

采用EpiData 建庫并進行數據雙錄入和一致性檢驗，采用Stata 16.0 軟件進行統計學分析。計數資料采用頻數和百分率（%）描述，不同特征兒童肺炎鏈球菌攜帶率的比較采用卡方檢驗。根據本研究資料所存在的層次結構（圖1），以學校為水平3 單位，班級為水平2 單位，兒童個體為水平1單位，以是否攜帶肺炎鏈球菌為因變量（1=是，0=否），擬合二分類隨機效應logistic 回歸模型[9]。建模策略：首先，建立只包含截距的三水平零模型和兩水平的零模型，比較兩模型擬合效果從而選擇較優模型（兩水平logistic 回歸模型擬合效果較好，作為最終模型）。然后，采用逐步回歸法進行變量篩選，引入最終模型的變量有年齡、同住人口數和近1 年過敏性疾病史。采用Z檢驗對回歸系數進行假設檢驗，檢驗水準α=0.05。以組內相關系數（intra-class correlation, ICC）度量層次結構數據中存在的聚集性，ICC 越大表示聚集性越大；ICC 接近0 時，其反映的聚集效應則相對較小。

圖1 數據結構分層圖

2 結果

2.1 兒童人口學特征和肺炎鏈球菌攜帶率

本研究調查的1 702 名健康兒童的平均年齡為（4.9±1.1）歲，年齡最大者7 歲，最小2 歲；男性883 例（51.88%），女性819 例（48.12%）；漢族1 104例（64.86%），少數民族598例（35.14%）；公立幼兒園兒童1 007 例（59.17%），私立幼兒園兒童695 例（40.83%）。見表1。

1 702 名兒童中，224 名鼻腔攜帶肺炎鏈球菌，攜帶率為13.16%（95%CI：11.59%～14.86%）。各幼兒園間兒童肺炎鏈球菌攜帶率（最低為7.1%，最高為16.6%）差異無統計學意義（χ2=10.20，P=0.070）。

2.2 不同特征兒童肺炎鏈球菌攜帶率的比較

2～＜5 歲兒童的攜帶率高于5～7 歲（P＜0.001）；同住人口數≥5 的兒童攜帶率高于同住人口數＜5的兒童（P=0.038）；但不同性別、幼兒園類型、地區、民族的兒童肺炎鏈球菌攜帶率差異均無統計學意義（P＞0.05）。同時，有無過敏性疾病史、抗生素使用史、肺炎鏈球菌疫苗接種史、醫院/診所看病史的兒童肺炎鏈球菌攜帶率差異也均無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.3 兒童肺炎鏈球菌攜帶的聚集性分析

擬合三水平零模型（只包含截距），結果顯示：水平3 的學校單位上的隨機效應近似于0，且隨機效應無統計學意義（Z=2.42×10-3，P=1.000），提示兒童肺炎鏈球菌攜帶在學校水平上不存聚集效應，故最終擬合兩水平logistic 回歸模型。兩水平零模型結果顯示，在班級單位上的隨機效應具有統計學意義（Z=2.07，P=0.038），提示幼兒園兒童的肺炎鏈球菌攜帶在班級水平上存在聚集性，ICC 為5.9%。不同特征人群的分層分析結果顯示，女性的ICC 稍高于男性（10.4% vs 7.6%），2～＜5歲兒童的ICC 稍高于5～7 歲兒童（3.6% vs 0.0%），市區兒童的ICC 稍高于郊區兒童（9.5% vs 3.6%），私立幼兒園兒童的ICC 稍高于公立幼兒園兒童（6.4% vs 5.5%）。見表2。

表1 不同特征兒童肺炎鏈球菌攜帶率的比較 [n（%）]

表2 不同特征兒童中肺炎鏈球菌攜帶班級聚集性的兩水平零模型

2.4 兒童肺炎鏈球菌攜帶影響因素的兩水平logistic 回歸模型

采用逐步回歸法進行自變量篩選，引入最終模型的變量有年齡、同住人口數、過敏性疾病史。兩水平多因素logistic 回歸分析結果顯示：5～7 歲兒童的肺炎鏈球菌攜帶風險低于2～＜5 歲兒童（OR=0.55，95%CI：0.40～0.76）；同住人口數≥5 兒童的肺炎鏈球菌攜帶風險高于同住人口數＜5 的兒童（OR=1.34，95%CI：1.01～1.79）。此外，在控制了其他影響因素的情況下，水平2 單位的隨機效應無統計學意義（Z=1.26，P=0.208），ICC為2.8%，提示兒童肺炎鏈球菌攜帶在班級水平的聚集現象可能是因某些個體因素在班級間的聚集性所導致。見表3。

表3 兒童肺炎鏈球菌攜帶的兩水平多因素logistic 回歸模型

3 討論

肺炎鏈球菌是兒童鼻咽部的常見定植菌，當機體免疫力低下時可引起多種疾病，被世界衛生組織列為12 種重要病原體之一[2]。既往大量研究從動物實驗[10-11]、流行病學研究[12-13]、生物學證據[14-15]等多方面論證了肺炎鏈球菌定植是肺炎鏈球菌疾病的先決條件，同時，新近攜帶肺炎鏈球菌者相比長期攜帶者具有更高的疾病風險[12-13]。據估計，2015 年全球5 歲以下兒童死亡583 萬人，其中約29.4 萬是由肺炎鏈球菌感染所致[16]。肺炎鏈球菌的攜帶具有較明顯的地域性和人群特征。國外的一篇綜述文獻顯示，隨著國家、地區、人群的不同，肺炎鏈球菌攜帶率為2%～86%[3]。國內不同地區兒童肺炎鏈球菌攜帶率亦存在一定的差異。其中，香港小學生肺炎鏈球菌攜帶率為3.5%[17]，潮汕地區6 所幼兒園兒童攜帶率為26.6%[18]，廣州2～6 歲幼兒園兒童攜帶率為24.1%[19]，北京1～12歲健康兒童攜帶率為57.5%[8]，新疆維吾爾自治區幼兒園兒童攜帶率為80.4%[20]。本研究通過大樣本、多所幼兒園的調查，顯示柳州地區兒童肺炎鏈球菌攜帶率為13.16%。各地區肺炎鏈球菌攜帶率的不同可能與年齡、地域、季節和肺炎鏈球菌疫苗接種史等因素有關。

值得關注的是，幼兒園兒童肺炎鏈球菌攜帶數據存在著“學校-班級-個體”的多層次結構；且肺炎鏈球菌具有傳染性，傳染病數據的觀察結果之間存在相關性，即具有“非獨立性”，因此需要選用合適的分析方法進行分析。既往文獻資料主要局限于傳統的logistic 回歸分析細菌感染、攜帶的影響因素。但是，傳統logistic 回歸要求個體間相互獨立，無法處理特殊的非獨立數據。因此，本研究引入能處理具有層次結構的隨機效應logistic 回歸模型，探究幼兒園兒童肺炎鏈球菌攜帶的聚集性及影響因素。這不僅能實現既往文獻中對個體因素進行的多因素分析，還能夠更加細致地進一步對個體因素外的集體單位（學校和班級層面）的宏觀影響進行效應分析。兩水平多因素logistic 模型分析顯示，5～7 歲兒童的肺炎鏈球菌攜帶風險明顯低于2～＜5 歲者（OR=0.55）；同住人口數≥5 兒童的肺炎鏈球菌攜帶風險明顯高于同住人口數＜5 的兒童（OR=1.34），提示年齡較小（2～＜5 歲）、同住人口數≥5 的兒童為肺炎鏈球菌攜帶的高危人群，與既往相關研究結果相似[8,18-19]，提示低齡兒童是肺炎鏈球菌性疾病防控的重點關注對象。由于5 歲以下兒童的機體免疫系統尚未發育完善，對外界環境適應能力較差，當暴露于易感環境中時，其病原體攜帶及疾病發生風險更高[21]。既往研究表明，環境擁擠、入托入幼均可增加兒童肺炎鏈球菌的感染風險[22]。香港的研究發現，不同學校間的肺炎鏈球菌攜帶率存在一定差異（0～13%，P＜0.001），提示部分學校可能存在肺炎鏈球菌攜帶者的聚集現象[17]。對廣州幼兒園的調查提示，肺炎鏈球菌攜帶呈現班級聚集現象[19]。本研究的多水平零模型分析結果顯示，兒童肺炎鏈球菌攜帶情況在水平3（學校水平）未發現聚集性，而在水平2（班級水平）存在聚集效應，提示同一班級兒童菌株攜帶可能存在交叉傳播風險。同時，肺炎鏈球菌攜帶的班級殘差的差異性，一定程度上反映不同班級在環境衛生管理和兒童健康管理方面可能存在差異。在納入個體解釋變量后，原本在零模型中有統計學意義的隨機效應變得無統計學意義，且ICC 變小，提示兒童肺炎鏈球菌攜帶者在班級水平的聚集現象可能是由某些個體特征（例如年齡）在班級間的聚集性所致。據文獻報道，除年齡外，肺炎鏈球菌攜帶還可能受家中是否有兄弟姐妹、家庭社會經濟水平等個體特征及班級規模、老師和保育員數量等集體單位特征的影響[23]。因此，在進行肺炎鏈球菌性疾病防控時，應重視高危人群的健康教育與干預，以及學校或班級衛生管理制度的制訂。此外，去定植是預防衛生保健相關的感染性疾病的有效干預措施。既往研究表明，金黃色葡萄球菌的去定植能有效降低感染性疾病的發生風險[24]。然而目前大多數研究都集中在金黃色葡萄球菌的去定植方面[24-26]，肺炎鏈球菌去定植相關研究較少，該措施與疾病之間的關系尚無定論。

本研究采用了隨機效應logistic 回歸模型，能準確分析有組內相關性的數據，避免損失數據的高層次特征，使參數估計更為穩健；既可分析數據是否存在聚集性，同時可分析個體和群體水平影響因素對研究結局的作用大小。然而，此模型也有一定的局限性，例如參數估計較復雜，參數多時不夠簡約等。既往關于幼兒園兒童肺炎鏈球菌相關研究較少且樣本含量小，因此我們在既往研究基礎上，以多中心、大樣本探究多個幼兒園中兒童肺炎鏈球菌攜帶率的聚集性及影響因素。但是，本研究屬于橫斷面研究，未對研究對象進行縱向追蹤，僅檢測某一時間點中兒童肺炎鏈球菌的攜帶情況，不能評估長期、持續攜帶狀態。因此，今后可采用連續多次監測，動態研究兒童肺炎鏈球菌的長期持續攜帶狀態。同時，由于橫斷面研究中影響因素與結局變量是同時收集的，只能揭示影響因素與肺炎鏈球菌攜帶間的潛在關系，無法進行因果推斷，因此今后可開展前瞻性的隊列研究來驗證本研究結果。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。